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Stahl für Stahlschrot ,zur Metallbearbeitung Die Erfindung betrifft
Metallschrat oder -kügelchen für die Schrotstahlreinigung, -hämmerung, -po@litur
und ähnliche Verwendungszwecke bei der Metallbearbeitung.
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Bisher war man nicht imstande, Stahlschrot auf wirtschaftlicher Basis
herzustellen, obwohl dies für Gußeisenschrot seit vielen. Jahren möglich ist und
solcher weitgehend verwendet wird. Infolge seiner höheren Gießtemperatur und höheren
Viskosität, aber auch infolge der Gegenwart verschiedener Legierungsbestandteile
ergeben sich beim Stahl beträchtlich größere Schwierigkeiten, wenn man versucht,
das geschmolzene Metall-nach den üblichen Verfahren in Schrot aufzulösen. Diese
üblichen Verfahren bestehen darin, daß ein Strom von geschmolzenem Metall einem
Flüssigkeitsstrahl ausgesetzt wird, in der Regel einem Wasserstrahl, durch welchen
das geschmolzene Metall in kleine flüssige Kügelchen aufgelöst wird. Diese werden
in einem Wasserbad als feste Kügelchen aufgefangen.
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Die große Schwierigkeit bei der Verwendung von Stahl liegt in der
Herstellung von gutem, brauchbarem Schrot. Guter brauchbarer Schrot weist folgende
Eigenschaften auf: Er ist rund, massiv, besitzt richtige Mikrostruktur, hat keine
Risse und Spannungen, besitzt schließlich lange Lebensdauer und ist gut härtbar.
Nicht einwandfreier Schrot kann einen: oder mehrere der nachstehenden Mängel aufweisen.:
er kann hohl oder zackig sein, er kann Löcher oder Risse aufweisen, er kann nicht
richtig härtbar sein oder nicht die entsprechende Mikrostruktur oder Festigkeit
gegenüber Bruch infolge Schlägen und Alterung aufweisen.
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Die Erfindung beseitigt diese Schwierigkeiten durch Verwendung von
Stahllegierungen bestimmter Zusammensetzung; welche das Trennverfahren
durchmachen.
können -und trotzdem die richtigen Eigenschaften. im Endprodukt erzielen lassen.
Diese Legierungen gewährleisten nicht nur einen Schrot von guter Rundheit und Massivität,
sondern zeichnen sich auch durch Fehlen von Löchern, Rissen und Spannungen aus.
In der folgenden Tabelle A ist die Mindestzahl von Bestandteilen. angegeben, die
zur Erzielung der besagten Kennzeichen notwendig sind. Sie enthält sowohl die grundlegenden
Legierungsbestandteile als auch deren Gewichtsprozente.
| TabelleA |
| Kohlenstoff ......... 0,1o bis i,700/0 |
| Silizium ............ 0,3o bis i,oo% |
| Mangan ............ 0,3o bis 2,oöo/o |
| Eisen............... Rest |
Zusätzlich zu diesen Bestandteilen können je nach den gewünschten Eigenschaften
des Endproduktes andere Elemente zugesetzt werden, beispielsweise Chrom bis 5 %;
Molybdän bis 5 0/a; Vanadin bis 0,q.0/0, Nickel bis 2,5 % und Kupfer bis i 0/0.
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Durch Versuch wurde festgestellt, daß für die Mengen der Legierungsbestandteile
gewisse Grenzen bestehen. Guter Stahlschrot ist stark vom richtigen Siliziumgehalt
abhängig. Wenn beispielsweise der Siliziumgehalt im Metall im Zeitpunkt, wo dieses
zwecks Trennung gegossen wird; über 1% liegt, sind die nach der Trennung gebildeten
Teilchen gern zackig. Tatsächlich ließ sich eine befriedigende Rundheit, außer durch
Gießen bei außergewöhnlich hohen Temperaturen, bei einem Siliziumgehalt von über
o,8o/a nicht erreichen. Zusätzliches Silizium reduziert den Flüssigkeitszustand
und die Oberflächenspannung, so daß der Stahl sich nicht zu einem runden Kügelchen
zusammenzieht. Andererseits ergab bei den Versuchen ein Siliziumgehalt unter 0,3%
zwar runde, jedoch hohle Kügelchen, dies ungeachtet der Zusatzmenge der anderen
verwendeten Legierungsbestandteile oder Desoxydationsmittel.
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Der Kohlenstoffgehalt ist bei der Herstellung von rundem, massivem
Material ebenfalls wirksam. Kohlenstoff erhöht die Siliziumtoleranzen. Je höher
der Kohlenstoffgehalt, desto höher ist,der bei einer bestimmten Temperatur erzielbare
Flüssigkeitszustand. Allgemein kann gesagt werden, daß bei höherem Kohlenstoffgehalt
niedrigere Gießtemperaturen notwendig sind, während der Siliziumgehalt größer gewählt
werden kann, und trotzdem runde Stahlkügelchen erhalten werden.
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Im folgenden sollen einige spezifische Beispiele von Legierungen gemäß
der Erfindung angeführt werden. Diese Legierungen sollen nach ihrem Kohlenstoffanteil
als hoch- und mittelwertig bezeichnet werden. Dabei soll unter hochwertig ein Stahlschrot
'von 1,2 bis 1,7% Kohlenstoff und unter mittelwertig ein Stahlschrot von 0,3 bis
1,2% Kohlenstoff verstanden werden.
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In den folgenden Beispielen bedeutet der Eisenrest im wesentlichen
ausschließlich Eisen -mit den üblichen Unreinigkeiten in normalen Mengen. Beispiel
i Schrot mit hohem Kohlenstoffgehalt Versuche ergaben, daß guter Schrot mit den
gewünschten Eigenschaften (Rundheit, Massivität, Riß- und Spannungsfreiheit und
zweckmäßige Mikrostruktur) aus Stahl mit einem hohen. Kohlenstoffgehalt innerhalb
der in Tabelle i gegebenen Grenzen hergestellt werden kann.
| Ausführung Nr. i |
| Kohlenstoff .......... 1,2o bis 1,70ö/0 |
| Silizium . . . , . . . . . . . . . 0,3o bis i,ooo/o |
| Mangan ............. 0,3o bis 1,50'0/0 |
| Chrom .............. o bis o,6oa/o |
| Molybdän . . . ... . . . . . . . o bis i,6o% |
| Vanadin ............. o bis 0,3ö0/0 |
| Kupfer . . . . . . . . . . . . . . o bis i,o0% |
| Nickel . . " . . . . . . . . . . . . o bis i,oo% |
| Eisen . . . . . . . . . . . . . . . Rest |
In den folgenden Ausführungen Nr. 2; 3, q., 5 und 6 werden spezifische Beispiele
für Stahlschrot gegeben, welche innerhalb der in Ausführung i gegebenen Grenzen
liegen.
| Ausführung Nr. 2 |
| Kohlenstoff .................. 1,350% |
| Silizium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
0,500/0 |
| Mangan ..................... 0,70'0/0 |
| Chrom ...................... 0,350/0 |
| Molybdän . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i,5ön/o |
| Vanadin ..................... 0,2o0/0 |
| Eisen :...................... Rest |
| Ausführung Nr. 3 |
| Kohlenstoff ................... i,5oo/0 |
| Silizium ..................... 0,50% |
| Mangan ..................... 1,5o0/0 |
| Eisen ....................... Rest |
| Ausführung Nr. q. |
| Kohlenstoff .................. 1,38% |
| Silizium ....... ...............0;920/0 |
| Mangan ..................... 0,61% |
| Eisen ....................... Rest |
| Ausführung Nr. 5 |
| Kohlenstoff .................. 1,630/ö |
| Silizium ..................... 0;65% |
| Mangan ..................... o,6q:o/o |
| Kupfer ...................... i,oo% |
| Eisen ......... ............ Rest |
| Ausführung Nr. 6 |
| Kohlenstoff ......... ........ 1,32% |
| Silizium ...... .............. 0,870/0 |
| Mangan .. ................. 0,87% |
| Nickel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,0o0/0 |
| Eisen ....................... Rest |
Als Beispiel möge angeführt werden, daß mit dem Stahl der spezifischen
Ausführung Nr. 2 ein guter brauchbarer Schrot mit einer Rockwell-C-Härte 63 erzielt
wurde.
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Beispiel 2 Schrot mit mittlerem Kohlenstoffgehalt Es wurde auch Stahlschrot
mit einem mittleren Kohlenstoffgehalt hergestellt. Die Zusammensetzung und die prozentualen
Grenzen für dieses Material sind in Ausführung Nr. 7 angegeben.
| Ausführung Nr. 7 |
| Kohlenstoff .......... 0,3o bis i,2o% |
| Silizium ............. 0,3o bis i,oo% |
| Mangan ............. 0,4o bis 2,oo% |
| Nickel ............... o bis i,oo% |
| Eisen ............... Rest |
Die Zusammensetzung in den Grenzen nach Ausführung Nr. 7 ergab brauchbares, rißfreies
Material mit einem Rockwell-C-Härtebereich von 48 bis 65.
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In den Ausführungen 8, 9 und io werden spezifische Beispiele von Stahlschrot
gegeben, der in die durch Ausführung Nr. 7 gegebenen Grenzen fällt.
| Ausführung Nr. 8 |
| Kohlenstoff .................. i,oo% |
| Silizium ..................... 0,500/0 |
| Mangan ..................... o,6o% |
| Nickel ...................... i,oo9/o |
| Eisen ....................... Rest |
| Ausführung Nr. 9 |
| Kohlenstoff .................. 0,85% |
| Silizium ..................... 0,700/0 |
| Mangan ..................... o,64'0/0 |
| Eisen ....................... Rest |
Die folgenden Grenzwerte der Zusammensetzung in der Ausführung Nr. io, die in die
durch Ausführung Nr. 7 gegebenen Grenzen fallen, haben ausgezeichneten Schrot mit
den besten allgemeinen Eigenschaften ergeben. Solcher Schrot weist einen Rockwell-C-Härtebereich
von 48 bis 52 auf.
| Ausführung Nr: io - |
| Kohlenstoff .......... 0,6o bis o,80o/o |
| Silizium .. .. ... ...... 0,4o bis o,6o'% |
| Mangan ............. 0,4o bis o,6o% |
| Eisen ............... Rest |
Bei allen obenstehenden Ausführungen können die Kügelchen warmbehandelt werden,
um Spannungen auszuschalten oder entsprechende Härte und Mikrostruktur zu schaffen.
Die angegebenen Härtewerte sind nach solcher Warmbehandlung festgestellt worden.